一种多层正极片及其制备方法技术

本申请公开了一种多层正极片，包括集流体和正极活性物质层，在集流体与正极活性物质层之间设置有多功能材料层，多功能材料层包括功能材料、防过充材料、导电剂、粘接剂，且相对于多功能材料层的总重量，功能材料的重量百分比为1％

【技术实现步骤摘要】
一种多层正极片及其制备方法


[0001]本申请涉及锂电池
，具体涉及一种多层正极片及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着消费电子和电动车的持续发展，锂离子电池技术也快速进步，但当前锂离子电池的能量密度仍很难满足市场的要求。层状氧化物正极材料因其拥有很高的能量密度，成为了下一代高能量密度锂离子电池的首选，特别是高镍层状氧化物正极。目前针对层状氧化物正极电芯提升能量密度的方式主要集中在提升工作电压和提升正极材料中活性过渡金属镍的含量，但这种方法不可避免的会恶化循环寿命和热安全性，特别是其防过充安全性。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本申请提出了一种多层正极片，该多层正极片在所述正极活性物质层与集流体之间增加一层包含LFP(或LMFP)和防过充材料的多功能材料层，其既可以通过功能材料改善活性物质与铝箔的接触，降低集流体与活性材料间电子转移内阻，同时也能利用功能材料的底放电电位改善活性物质的低电压区的动力学来提升能量密度，另外还可以通过添加防过充材料来提升安全性能和循环寿命，综合提升电池能量密度、循环寿命和防过充性能。
[0004]本申请的技术方案如下：
[0005]本申请提供一种多层正极片，包括集流体和正极活性物质层，在集流体与正极活性物质层之间设置有多功能材料层，
[0006]所述多功能材料层包括功能材料、防过充材料、导电剂、粘接剂，且相对于所述多功能材料层的总重量，所述功能材料的重量百分比为1％
‑
96％，所述防过充材料的重量百分比为0.5％～96％；
[0007]所述功能材料为磷酸铁锂或磷酸锰铁锂，其D50≤5μm。
[0008]进一步地，所述防过充材料选自Li
1+a
FeO4、Li
1+a
NiO2、Li
1+a
MnO2、Li
1+a
Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2、Li
1+a
MnO3、Li
1+a
O、Li
1+a
S、Li
1+a
F或Li
1+a
CoO4中的一种或两种以上，优选为Li
1+a
FeO4和Li
1+a
MnO3，其中a＞0，0.2≤x≤0.95,0≤y≤0.95；优选为Li5FeO4,Li2MnO3；且其D50≤10μm。
[0009]进一步地，相对于所述多功能材料层的总重量，所述导电剂的重量百分比为0.1％～50％，粘接剂为余量。
[0010]进一步地，所述功能材料与所述防过充材料的质量比为(1～99)：1，优选为(1.5～4):1。
[0011]进一步地，所述功能材料与防过充材料组成活性材料，且所述活性材料、导电剂以及粘接剂的质量比为X:Y:100
‑
X
‑
Y，其中：50≤X≤98，0.5≤Y≤50；优选为60≤X≤80，0.5≤Y≤12。
[0012]进一步地，正极活性物质层包括LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2、
Li2MnO3、LiMn2O4、LiFe
x
Mn1‑
x
PO4、LiNi
x
Mn1‑
x
O2、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4、Li3V2(PO4)3、Li2FeSiO4、Li2CoSiO4、Li2NiSiO4、Li2MnSiO4中的一种或两种以上，其中0.2≤x≤0.95，0≤y≤0.95，优选为LiCoO2，LiNi
0.8
Co
0.1
Mn
0.1
O2，LiNi
0.9
Co
0.05
Mn
0.05
O2。
[0013]进一步地，所述多功能材料层的厚度为1μm
‑
30μm，所述正极活性物质层的厚度为10
‑
200μm。
[0014]进一步地，在所述集流体的两个表面均设置有多功能材料层，两个所述多功能材料层在背离所述集流体的一侧表面均设置有所述正极活性物质层。
[0015]进一步地，包括如下步骤：
[0016]提供集流体；
[0017]在所述集流体的两个表面分别形成多功能材料层；
[0018]在两个所述多功能材料层背离所述集流体的一侧表面形成正极活性物质层。
[0019]本申请提供一种锂电池，包括多层正极片。
[0020]本申请提供的多层正极片，在集流体和正极活性物质层之间再增加多功能材料层，该多功能材料层同时包含功能材料(LFP或者LMFP)和防过充材料，其中LFP或者LMFP用于改善活性物质与铝箔的物理接触，同时改善低电压动力学问题，提升其放电容量和循环寿命，防过充材料不仅提升过充性能，也能改善电芯的能量密度和循环寿命，因此本申请所述的多层正极片，不仅提升电池的能量密度，同时改善其防过充性能，且能进一步提升其循环寿命。
附图说明
[0021]附图用于更好地理解本申请，不构成对本申请的不当限定。其中：
[0022]图1为本申请提供的多层正极片结构示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]1‑
集流体，2
‑
多功能材料层，3
‑
正极活性物质层。
具体实施方式
[0025]以下对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0026]本申请公开一种多层正极片，包括集流体1和正极活性物质层3，在集流体1与正极活性物质层3之间设置有多功能材料层2。
[0027]具体地，如图1所示，在所述集流体1的上下两个表面均设置有多功能材料层2，两个所述多功能材料层2在背离所述集流体1的一侧表面均设置有所述正极活性物质层3。
[0028]进一步地，所述多功能材料层2包括功能材料、防过充材料、导电剂、粘接剂，且相对于所述多功能材料层2的总重量，所述功能材料的重量百分比为1％
‑
96％，所述防过充材料的重量百分比为0.5％～96％，所述导电剂的重量百分比为0.1％～50％。
[0029]进一步地，所述多功能材料层2由功能材料、防过充材料、导电剂、粘接剂组成，且相对于所述多功能材料层2的总重量，所述功能材料的重量百分比为1％
‑
96％，所述防过充
材料的重量百分比为0.5％～96％，所述导电剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层正极片，其特征在于，包括集流体和正极活性物质层，在集流体与正极活性物质层之间设置有多功能材料层，所述多功能材料层包括功能材料、防过充材料、导电剂、粘接剂，且相对于所述多功能材料层的总重量，所述功能材料的重量百分比为1％
‑
96％，所述防过充材料的重量百分比为0.5％～96％；所述功能材料为磷酸铁锂或磷酸锰铁锂，其D50≤5μm。2.根据权利要求1所述的多层正极片，其特征在于，所述防过充材料选自Li
1+a
FeO4、Li
1+a
NiO2、Li
1+a
MnO2、Li
1+a
Ni
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2、Li
1+a
MnO3、Li
1+a
O、Li
1+a
S、Li
1+a
F或Li
1+a
CoO4中的一种或两种以上，优选为Li
1+a
FeO4和Li
1+a
MnO3，其中a＞0，0.2≤x≤0.95,0≤y≤0.95；优选为Li5FeO4,Li2MnO3；且其D50≤10μm。3.根据权利要求1所述的多层正极片，其特征在于，相对于所述多功能材料层的总重量，所述导电剂的重量百分比为0.1％～50％，粘接剂为余量。4.根据权利要求1或2所述的多层正极片，其特征在于，所述功能材料与所述防过充材料的质量比为(1～99)：1，优选为(1.5～4):1。5.根据权利要求1或2所述的多层正极片，其特征在于，所述功能材料与防过充材料组成活性材料，且所述活性材料、导电剂以及粘接剂的质量比为X:Y:100
‑
X
‑
Y，其中：50≤X≤98...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琪，董彬彬，石会芳，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：